1.3-高性能混凝土配合比设计
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高性能混凝土配制目标
耐
强
工
久
作
性
度
性
8/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
1. 耐久性 高性能混凝土配制的目标主要是耐久性，而用于承重结构，
则强度应满足不同构件的要求。换句话说，不论设计强度是 多少，首先应满足结构耐久性的要求。如混凝土结构一旦侵 蚀破坏，会造成巨大损失。
9/70
危 桥 数 量（座） 桥 梁 里 程（延米）
高耐久性 使用过程
高工作性 制备过程
长距离运输、高流态输送
29/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
3. 工作性
高性能混凝土拌和物的工作是保证混凝土浇筑质量的关键。
➢ 高性能混凝土拌和物具有高流动性、可泵性。若用坍 落度来表示，则其坍落度应大于180mm；要求免振 时，坍落度应大于250mm。
➢ 拌和物应具有体积稳定、不离析、不泌水等特性; ➢ 为了保证施工的质量，在配料时还要考虑减小流动性
32/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
一、混凝土配合比法则（吴中伟1955提出的，高性能混凝土仍然适用）
高
1.灰水比法则
性
与强度的相关性；灰水比一 经确定，不能随意变动。
能
混 凝
2.混凝土密实体积法则
可塑状态混凝土总体积为水、胶 凝材料、砂、石的密实体积之和。
土
配 合
3.最小用水量法则
在灰水比固定、原材料一定的情 况下，使用满足工作性的最小用 水量（即最小的浆体量），可得
的损失。
30/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
3. 工作性
影响高性能混凝土拌和物工作性的因素: ➢ 水灰比 ➢ 胶凝材料种类及用量 ➢ 砂率 ➢ 集料级配 ➢ 外加剂品种及用量等。
31/70
第一章 绪论 第四节 高性能混凝土配合比设计
➢ 高性能混凝土拌和物配制的目标 ➢ 高性能混凝土拌和物配合比参数的选择 ➢ 确定高性能混凝土拌和物配合比的方法 ➢ 高性能混凝土配合比设计的计算机化
➢ 从原材料的选择和配合比上还要尽量降低混凝土的干缩，防止开裂。
26/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
2. 强 度 • 强度是建筑设计和混凝土配合比设计的主要依据。 • 高强混凝土具有减小高层建筑底层柱和大跨度桥梁等构
件的断面、降低结构物自重、扩大使用面积等优势。 • 混凝土强度很高时，结构延性的问题就变得突出，必须
武汉理工大学本科教学课程
高性能混凝土
1/70
高性能混凝土的组成
10~25% 胶凝材料
水泥
矿物外加剂
水
6~8%
石子
45%
砂子
25~35%
水泥浆
20~40%
骨料
60~80%
为了改善或提高工作性
混凝土外加剂
100%质量比
新拌混凝土
凝结硬化
硬化混凝土
2/70
各组成材料的作用
水泥
• 润滑作用——与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土以流动性 • 胶结作用——包裹在所有骨料表面，通过水泥浆的凝结硬化，将砂、石骨
HILS 功能/结构一体化设计示意图
高防水抗渗功能层 高强结构层 高耐火功能层
高防水功能层 高抗渗功能层
水 土 压 力 方 向
21/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
HILS实物模拟图
高防水致密 层
高抗渗保护层
高强结构层
防火抗爆层
22/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
界面强化工艺
压印模具
压印效果
23/70
式中 Ceq──等效水泥用量；C──实际水泥用量；C1等──掺合料的用量；K1等──由
实验得到的系数，一般地，对粉煤灰为0.9-1.2；对矿渣为0.9-1.2；对硅粉为3-4。
实际上，对某种确定的掺合料，K1等系数不仅随掺合料的性质而变化，而且随掺合料
用量，混凝土龄期等的变化而变化。
38/70
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
料胶结成整体，形成固体
骨料
• 廉价的填充材料，节省水泥用量 • 混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展 • 传力作用 • 降低水化热 • 提供耐磨性
3/70
各组成材料的作用
水
• 混凝土中的拌和水有两个作用:
➢ 供水泥的水化反应 ➢ 赋予混凝土的和易性
• 剩余水留在混凝土的孔（空）隙中
➢ 使混凝土中产生孔隙 ➢ 对防止塑性收缩裂缝与和易性有利 ➢ 对渗透性、强度和耐久性不利
比
到体积稳定的、经济的混凝土。
法 则
4.最小水泥用量法则
为降低混凝土的温升、提供混凝 土抗环境因素侵蚀的能力，在满
足混凝土早期强度要求的前提下，
应尽可能减少胶凝材料中的水泥
用量。
33/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择 二、配制强度
按下式确定试配强度
fcu,o ≥fcu,k+3 σ
式中：fcu,o—混凝土试配强度（MPa） fcu,k—设计强度标准值（MPa） σ—标准差（商品混凝土搅拌站σ= 4.5 MPa）
4/70
各组成材料的作用
外加剂
• 化学外加剂：改善混凝土的性能
➢ 缓凝剂 ——使水泥浆凝结硬化速度减慢；
➢ 促凝剂 ——使水泥浆凝结硬化速度减慢；
➢ 减水剂——减少拌和需水量；
➢ 引气剂——在混凝土中引起封闭气孔；
• 矿物掺合料：减少水泥用量，改善混凝土性能
➢ 粉煤灰
➢ 硅灰
➢ 矿渣
5/70
6/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
➢ 一般来说，只要保证成型密实、均匀、硬化后无原始裂缝，强度高 的混凝土密实度也高；
➢ 目前使用的各种矿物细粉料和减水剂，均可以使强度不高的高性能 混凝土水灰比降低，同时满足工作性要求，而成型密实；
➢ 为避免由于温度应力而产生裂缝，要尽量降低水泥水化热和混凝土 内部的温升；
高性能混凝土拌和物配制的目标
HILS组装
抗渗试验
三环拼装
三环拼装
24/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
混凝土渗透性是影响混凝土耐久性重要指标，与混凝土 的内部结构有关，影响因素包括拌和物的均匀性、稳定性， 以及硬化混凝土的密实度、中心质网络的形成、界面结构、 尺寸稳定性和所用原料的品质等。
25/70
K1 0.4PFA/C 3SF/C
(≤0.5)──火山灰性系数；
K2=0.2LF/C (≤0.07)──填充料活性系数；
W，C，PFA，SF，LF和BFS──分别为混凝土中水，水泥，粉煤灰，硅粉，石灰石微填料和矿渣的含量 。
推广后的Feret式假定等量的矿渣和水泥将具有同样的28天强度效应，实际上，
fc,28 xa B / W b
39/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
fc,28 xa B / W b
式中（x）称之为掺合料强度效应函数，x是掺合料的掺量。当 配制混凝土的水泥品种稳定，水灰比变化不大时，（x） 主要与掺 合料的品种、质量和掺量有关，当对于某一特定的掺合料， （x） 是掺量(x)的函数，此时，积累的（x）数据可以长期使用，也可以 与使用同类型水泥、掺合料的其他人共享。
时 间（年）
交通部统计图
10/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
干燥收缩和碳化反应产生类似的裂缝！
11/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
结晶肿胀导致裂缝产生！
12/70
桥塔支柱 上的纵向 裂缝
13/70
梁上的纵向裂缝
14/70
钢筋锈蚀导致裂缝产生！15/70
硫酸盐侵蚀导致裂缝产生16！/70
第一章 绪论 第四节 高性能混凝土配合比设计
➢ 高性能混凝土拌和物配制的目标 ➢ 高性能混凝土拌和物配合比参数的选择 ➢ 确定高性能混凝土拌和物配合比的方法 ➢ 高性能混凝土配合比设计的计算机化
7/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
高性能混凝土是指采用常规材料和生产工艺，能保证混凝土 结构所要求的各项力学性能，并具有高耐久性、高工作性和高体 积稳定性的混凝土。
（x）数据最好的取得途径则是：在掺合料成为规格化的商品 之后，（x）（按不同水泥类别分别测试）作为最重要的参数之 一，由掺合料的制造商提供。
水胶比宜≤0.38
40/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
基本参数
➢单方混凝土用水量宜≤175 kg/m3。 ➢胶凝材料总量宜为300 kg/m3~550 kg/m3，其中矿物微 细粉用量宜≤胶凝材料总量的30 %。 ➢砂率宜为37 %~44 %。 ➢高效减水剂掺量根据坍落度要求而定。
36/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
法国F.de.Larrard等将Feret公式进行推广，得到如下的混凝土强度公式：
f 28c ( 13.1
K GRC WA
)2
C( 1K1K2 )BFS
式中f28c──混凝土28天圆柱体特征抗压强度； KG ──集料类型决定的系数； RC ──水泥强度，即由３份砂、１份水泥、半份水(重量比)制成的砂浆的28天强度； A ──每方混凝土中引入的空气体积(升)；
性能 耐久性 使用寿命 混凝土结构服役寿命 国家可持续发展战略
19/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
➢ 作 用：结构骨架和防水主体，最重要和最关键的衬砌结构构件 ➢ 性能要求：强度和抗渗性，耐久性和防火性能 ➢ 成 本：管片制作与安装费用占隧道工程造价20％～30％
20/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
34/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
三、配合比参数的选择
高性能混凝土中由于掺入了高效减水剂和活性矿物掺合料，使 得用于描述其强度与水胶比之间关系的强度公式成为一个技术关 键。
在北美，普遍采用Abrams水灰比定理。对纯水泥混凝土， 水灰比与强度之间的反比关系以下式表示：
f
K1 K2X
f──混凝土的抗压强度；X──水灰比（体积比）； K1，K2──实验参数，其大小取决于除水灰比之外的其它因素， 如原材料性能，实验龄期以及所采用的度量单位等
17/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
北京西直门桥混凝土裂化实例
18/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
美国学者Setter的五倍定律： 节省1美元，多追加5美元（钢 筋锈蚀），多追加维护费用25 美元（开裂），多追加维护费 用125美元（严重破坏）：放大 效应
以武汉长江隧道工程为例，工 程总投资20.5亿元，如果工程 主要结构构件——管片的使用 寿命提高50％，将产生巨大的 社会经济效益
这种假设在大多数情况下是不合适的，即BSF前面的系数不为１，甚至为一变
量，其大小与所用矿渣、水泥的性质以及矿渣的掺量有关。
37/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
澳大利亚Ken W.Day在他的混凝土配比设计系统中采用如下强度公式：
fc 25C/W 8
fc
25C
(W 0.4(α 1)
( C )3 5 C 250
改变现有结构体系。
27/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
2、 强 度
• 影响强度和密实度的主要因素是水胶比、胶凝材料。受界面的影响， 粗集料粒径、砂率和浆体数量也会对强度有所影响。
粗骨料 过渡区
细骨料 水泥石
混凝土的宏观结构
28/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
3. 工作性
现代混凝土的两大特点：
式中 α──混凝土的含气量（%）
当混凝土强度，水泥用量在一定范围内(一般小于550kg/m3)时采用第一表达式，而在此范 围之外时，采用第二表达式，这主要是由于混凝土强度并不随水泥用量的增大而无限制地提高。 当水泥种类改变时，他采用强度修正系数以考虑强度的变化。
当掺入活性矿物掺合料时，他采用“等效水泥用量(Ceq)”以取代上述表达式中的C： Ceq C K1C1 K2C2 ...
16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000
高性能混凝土拌和物配制的目标
我国危桥数量急剧增加
6.0E+05
5.0E+05
危桥总数 危桥总延米
4.0E+05 3.0E+05
2.0E+05
1.0E+05
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
为和我国的技术规定JGS55相衔接，欧阳东采用Bolomey公式 来发展含掺合料因素的强度公式。从水泥组成的观点来看，混凝 土的掺合料可视作水泥的组成部分—水泥混合材。这样六组分的 混凝土系统可视作五组分的混凝土系统，其中水泥组分由原来的 纯水泥(C)转换为另一种水泥B(B=C+M)，在这种情形下， Bolomey强度公式对此系统适用，此时Bolomey强度公式：
35/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
Abrams公式描述了在混凝土原材料，特别是水泥确定的条件下 混凝土强度与其水灰比之间的关系。对不同的原材料，将存在不同 的K1、K2值。当部分水泥被掺合料取代后，Abrams公式同样适 用，只不过需将公式中的水灰比改为水胶比，这一推广的前提条件 是胶结料的组成比例固定不变。
耐
强
工
久
作
性
度
性
8/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
1. 耐久性 高性能混凝土配制的目标主要是耐久性，而用于承重结构，
则强度应满足不同构件的要求。换句话说，不论设计强度是 多少，首先应满足结构耐久性的要求。如混凝土结构一旦侵 蚀破坏，会造成巨大损失。
9/70
危 桥 数 量（座） 桥 梁 里 程（延米）
高耐久性 使用过程
高工作性 制备过程
长距离运输、高流态输送
29/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
3. 工作性
高性能混凝土拌和物的工作是保证混凝土浇筑质量的关键。
➢ 高性能混凝土拌和物具有高流动性、可泵性。若用坍 落度来表示，则其坍落度应大于180mm；要求免振 时，坍落度应大于250mm。
➢ 拌和物应具有体积稳定、不离析、不泌水等特性; ➢ 为了保证施工的质量，在配料时还要考虑减小流动性
32/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
一、混凝土配合比法则（吴中伟1955提出的，高性能混凝土仍然适用）
高
1.灰水比法则
性
与强度的相关性；灰水比一 经确定，不能随意变动。
能
混 凝
2.混凝土密实体积法则
可塑状态混凝土总体积为水、胶 凝材料、砂、石的密实体积之和。
土
配 合
3.最小用水量法则
在灰水比固定、原材料一定的情 况下，使用满足工作性的最小用 水量（即最小的浆体量），可得
的损失。
30/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
3. 工作性
影响高性能混凝土拌和物工作性的因素: ➢ 水灰比 ➢ 胶凝材料种类及用量 ➢ 砂率 ➢ 集料级配 ➢ 外加剂品种及用量等。
31/70
第一章 绪论 第四节 高性能混凝土配合比设计
➢ 高性能混凝土拌和物配制的目标 ➢ 高性能混凝土拌和物配合比参数的选择 ➢ 确定高性能混凝土拌和物配合比的方法 ➢ 高性能混凝土配合比设计的计算机化
➢ 从原材料的选择和配合比上还要尽量降低混凝土的干缩，防止开裂。
26/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
2. 强 度 • 强度是建筑设计和混凝土配合比设计的主要依据。 • 高强混凝土具有减小高层建筑底层柱和大跨度桥梁等构
件的断面、降低结构物自重、扩大使用面积等优势。 • 混凝土强度很高时，结构延性的问题就变得突出，必须
武汉理工大学本科教学课程
高性能混凝土
1/70
高性能混凝土的组成
10~25% 胶凝材料
水泥
矿物外加剂
水
6~8%
石子
45%
砂子
25~35%
水泥浆
20~40%
骨料
60~80%
为了改善或提高工作性
混凝土外加剂
100%质量比
新拌混凝土
凝结硬化
硬化混凝土
2/70
各组成材料的作用
水泥
• 润滑作用——与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土以流动性 • 胶结作用——包裹在所有骨料表面，通过水泥浆的凝结硬化，将砂、石骨
HILS 功能/结构一体化设计示意图
高防水抗渗功能层 高强结构层 高耐火功能层
高防水功能层 高抗渗功能层
水 土 压 力 方 向
21/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
HILS实物模拟图
高防水致密 层
高抗渗保护层
高强结构层
防火抗爆层
22/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
界面强化工艺
压印模具
压印效果
23/70
式中 Ceq──等效水泥用量；C──实际水泥用量；C1等──掺合料的用量；K1等──由
实验得到的系数，一般地，对粉煤灰为0.9-1.2；对矿渣为0.9-1.2；对硅粉为3-4。
实际上，对某种确定的掺合料，K1等系数不仅随掺合料的性质而变化，而且随掺合料
用量，混凝土龄期等的变化而变化。
38/70
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
料胶结成整体，形成固体
骨料
• 廉价的填充材料，节省水泥用量 • 混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展 • 传力作用 • 降低水化热 • 提供耐磨性
3/70
各组成材料的作用
水
• 混凝土中的拌和水有两个作用:
➢ 供水泥的水化反应 ➢ 赋予混凝土的和易性
• 剩余水留在混凝土的孔（空）隙中
➢ 使混凝土中产生孔隙 ➢ 对防止塑性收缩裂缝与和易性有利 ➢ 对渗透性、强度和耐久性不利
比
到体积稳定的、经济的混凝土。
法 则
4.最小水泥用量法则
为降低混凝土的温升、提供混凝 土抗环境因素侵蚀的能力，在满
足混凝土早期强度要求的前提下，
应尽可能减少胶凝材料中的水泥
用量。
33/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择 二、配制强度
按下式确定试配强度
fcu,o ≥fcu,k+3 σ
式中：fcu,o—混凝土试配强度（MPa） fcu,k—设计强度标准值（MPa） σ—标准差（商品混凝土搅拌站σ= 4.5 MPa）
4/70
各组成材料的作用
外加剂
• 化学外加剂：改善混凝土的性能
➢ 缓凝剂 ——使水泥浆凝结硬化速度减慢；
➢ 促凝剂 ——使水泥浆凝结硬化速度减慢；
➢ 减水剂——减少拌和需水量；
➢ 引气剂——在混凝土中引起封闭气孔；
• 矿物掺合料：减少水泥用量，改善混凝土性能
➢ 粉煤灰
➢ 硅灰
➢ 矿渣
5/70
6/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
➢ 一般来说，只要保证成型密实、均匀、硬化后无原始裂缝，强度高 的混凝土密实度也高；
➢ 目前使用的各种矿物细粉料和减水剂，均可以使强度不高的高性能 混凝土水灰比降低，同时满足工作性要求，而成型密实；
➢ 为避免由于温度应力而产生裂缝，要尽量降低水泥水化热和混凝土 内部的温升；
高性能混凝土拌和物配制的目标
HILS组装
抗渗试验
三环拼装
三环拼装
24/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
混凝土渗透性是影响混凝土耐久性重要指标，与混凝土 的内部结构有关，影响因素包括拌和物的均匀性、稳定性， 以及硬化混凝土的密实度、中心质网络的形成、界面结构、 尺寸稳定性和所用原料的品质等。
25/70
K1 0.4PFA/C 3SF/C
(≤0.5)──火山灰性系数；
K2=0.2LF/C (≤0.07)──填充料活性系数；
W，C，PFA，SF，LF和BFS──分别为混凝土中水，水泥，粉煤灰，硅粉，石灰石微填料和矿渣的含量 。
推广后的Feret式假定等量的矿渣和水泥将具有同样的28天强度效应，实际上，
fc,28 xa B / W b
39/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
fc,28 xa B / W b
式中（x）称之为掺合料强度效应函数，x是掺合料的掺量。当 配制混凝土的水泥品种稳定，水灰比变化不大时，（x） 主要与掺 合料的品种、质量和掺量有关，当对于某一特定的掺合料， （x） 是掺量(x)的函数，此时，积累的（x）数据可以长期使用，也可以 与使用同类型水泥、掺合料的其他人共享。
时 间（年）
交通部统计图
10/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
干燥收缩和碳化反应产生类似的裂缝！
11/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
结晶肿胀导致裂缝产生！
12/70
桥塔支柱 上的纵向 裂缝
13/70
梁上的纵向裂缝
14/70
钢筋锈蚀导致裂缝产生！15/70
硫酸盐侵蚀导致裂缝产生16！/70
第一章 绪论 第四节 高性能混凝土配合比设计
➢ 高性能混凝土拌和物配制的目标 ➢ 高性能混凝土拌和物配合比参数的选择 ➢ 确定高性能混凝土拌和物配合比的方法 ➢ 高性能混凝土配合比设计的计算机化
7/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
高性能混凝土是指采用常规材料和生产工艺，能保证混凝土 结构所要求的各项力学性能，并具有高耐久性、高工作性和高体 积稳定性的混凝土。
（x）数据最好的取得途径则是：在掺合料成为规格化的商品 之后，（x）（按不同水泥类别分别测试）作为最重要的参数之 一，由掺合料的制造商提供。
水胶比宜≤0.38
40/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
基本参数
➢单方混凝土用水量宜≤175 kg/m3。 ➢胶凝材料总量宜为300 kg/m3~550 kg/m3，其中矿物微 细粉用量宜≤胶凝材料总量的30 %。 ➢砂率宜为37 %~44 %。 ➢高效减水剂掺量根据坍落度要求而定。
36/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
法国F.de.Larrard等将Feret公式进行推广，得到如下的混凝土强度公式：
f 28c ( 13.1
K GRC WA
)2
C( 1K1K2 )BFS
式中f28c──混凝土28天圆柱体特征抗压强度； KG ──集料类型决定的系数； RC ──水泥强度，即由３份砂、１份水泥、半份水(重量比)制成的砂浆的28天强度； A ──每方混凝土中引入的空气体积(升)；
性能 耐久性 使用寿命 混凝土结构服役寿命 国家可持续发展战略
19/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
➢ 作 用：结构骨架和防水主体，最重要和最关键的衬砌结构构件 ➢ 性能要求：强度和抗渗性，耐久性和防火性能 ➢ 成 本：管片制作与安装费用占隧道工程造价20％～30％
20/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
34/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
三、配合比参数的选择
高性能混凝土中由于掺入了高效减水剂和活性矿物掺合料，使 得用于描述其强度与水胶比之间关系的强度公式成为一个技术关 键。
在北美，普遍采用Abrams水灰比定理。对纯水泥混凝土， 水灰比与强度之间的反比关系以下式表示：
f
K1 K2X
f──混凝土的抗压强度；X──水灰比（体积比）； K1，K2──实验参数，其大小取决于除水灰比之外的其它因素， 如原材料性能，实验龄期以及所采用的度量单位等
17/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
北京西直门桥混凝土裂化实例
18/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
美国学者Setter的五倍定律： 节省1美元，多追加5美元（钢 筋锈蚀），多追加维护费用25 美元（开裂），多追加维护费 用125美元（严重破坏）：放大 效应
以武汉长江隧道工程为例，工 程总投资20.5亿元，如果工程 主要结构构件——管片的使用 寿命提高50％，将产生巨大的 社会经济效益
这种假设在大多数情况下是不合适的，即BSF前面的系数不为１，甚至为一变
量，其大小与所用矿渣、水泥的性质以及矿渣的掺量有关。
37/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
澳大利亚Ken W.Day在他的混凝土配比设计系统中采用如下强度公式：
fc 25C/W 8
fc
25C
(W 0.4(α 1)
( C )3 5 C 250
改变现有结构体系。
27/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
2、 强 度
• 影响强度和密实度的主要因素是水胶比、胶凝材料。受界面的影响， 粗集料粒径、砂率和浆体数量也会对强度有所影响。
粗骨料 过渡区
细骨料 水泥石
混凝土的宏观结构
28/70
高性能混凝土拌和物配制的目标
3. 工作性
现代混凝土的两大特点：
式中 α──混凝土的含气量（%）
当混凝土强度，水泥用量在一定范围内(一般小于550kg/m3)时采用第一表达式，而在此范 围之外时，采用第二表达式，这主要是由于混凝土强度并不随水泥用量的增大而无限制地提高。 当水泥种类改变时，他采用强度修正系数以考虑强度的变化。
当掺入活性矿物掺合料时，他采用“等效水泥用量(Ceq)”以取代上述表达式中的C： Ceq C K1C1 K2C2 ...
16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000
高性能混凝土拌和物配制的目标
我国危桥数量急剧增加
6.0E+05
5.0E+05
危桥总数 危桥总延米
4.0E+05 3.0E+05
2.0E+05
1.0E+05
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
为和我国的技术规定JGS55相衔接，欧阳东采用Bolomey公式 来发展含掺合料因素的强度公式。从水泥组成的观点来看，混凝 土的掺合料可视作水泥的组成部分—水泥混合材。这样六组分的 混凝土系统可视作五组分的混凝土系统，其中水泥组分由原来的 纯水泥(C)转换为另一种水泥B(B=C+M)，在这种情形下， Bolomey强度公式对此系统适用，此时Bolomey强度公式：
35/70
高性能混凝土拌和物配合比参数的选择
Abrams公式描述了在混凝土原材料，特别是水泥确定的条件下 混凝土强度与其水灰比之间的关系。对不同的原材料，将存在不同 的K1、K2值。当部分水泥被掺合料取代后，Abrams公式同样适 用，只不过需将公式中的水灰比改为水胶比，这一推广的前提条件 是胶结料的组成比例固定不变。